Lean Less / Qué Es el Balanceo Corporal y Cómo Reducirlo
Historia de John Comesky
Cualquier entusiasta que se precie sabe que los neumáticos tienen posiblemente el mayor impacto en el manejo de un vehículo. Obviamente, sin embargo, hay dinámicas de chasis que se extienden más allá del ámbito de los neumáticos. Una vez que aumente el umbral de tracción en la superficie de la carretera, puede estar listo para dar el siguiente paso para mejorar el manejo del vehículo: reducir el balanceo de la carrocería mediante el uso de barras antivuelco.
Correctamente elegidas (e instaladas), las barras antivuelco reducirán el balanceo de la carrocería, lo que a su vez conduce a un mejor manejo, una mayor confianza del conductor y, en última instancia, tiempos de vuelta más bajos.
¿Qué Es el Rollo Corporal?
Lo más probable es que hayas experimentado los efectos del balanceo corporal cada vez que estás al volante. Sucede durante casi cada giro cuando un lado del automóvil se levanta, lo que hace que todo el vehículo se incline hacia el exterior del giro.
La causa del balanceo corporal es física simple: Un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento hasta que una fuerza externa lo actúa. Así que en términos prácticos, a medida que avanzas en línea recta, estás permitiendo que un par de miles de libras de vehículos, fluidos y pasajeros generen impulso en esa línea recta.
Cuando le dice a todo que cambie de dirección de repente, a través de la entrada en el volante, los neumáticos delanteros pueden cambiar de dirección gracias a las ventajas mecánicas del sistema de dirección, pero el impulso del vehículo, los fluidos y los pasajeros continúa en la dirección original. Los neumáticos son el único elemento capaz de generar una fuerza externa que puede actuar contra este impulso y cambiar su dirección.
En este punto, es más probable que ocurra uno de los dos escenarios. Si existe suficiente impulso en la dirección original y los neumáticos carecen de agarre suficiente para actuar contra la energía delantera original, el vehículo se deslizará fuera del giro a medida que los neumáticos pierdan tracción. Sin embargo, si los neumáticos tienen suficiente agarre en la superficie de la carretera, entonces en lugar de deslizarse, la tracción del vehículo en la superficie de la carretera abrumará el impulso de avance original y actuará sobre las fuerzas originales para inducir un cambio de dirección. Por lo tanto, una maniobra de curvas.
Pero, ¿qué pasa con esa energía? Aunque es posible que hayamos tenido suficiente agarre para aguantar durante el giro, sabemos que el impulso de la masa del vehículo continuará en la dirección original. El resultado es una transferencia de peso hacia el nuevo borde exterior del vehículo, en la misma dirección que el impulso delantero original.
Si hay suficiente energía detrás de la transferencia de peso, esta energía hará que la suspensión exterior (en este caso, el conjunto de resorte y puntal) se comprima mientras el otro lado se levanta y se extiende. A un ingeniero le gusta describir esto diciendo que un lado se mueve hacia el salto mientras que el otro se mueve hacia el rebote. El resto de nosotros lo llamamos lean o body roll.
¿Por qué el Rollo Corporal es Algo Malo?
A menudo escuchamos que prevenir el balanceo corporal es «tan importante» que todos debemos salir corriendo y comprar este producto o ese producto para evitarlo. Y, en consecuencia, muchos entusiastas han aceptado que el rollo corporal es malo. Pero, ¿qué hace exactamente el balanceo de la carrocería para afectar negativamente el manejo del vehículo?
Para empezar, interrumpe al conductor. Este es probablemente el efecto que la mayoría de los conductores pueden ver y sentir durante sus propias experiencias de conducción. Y si bien este no es el efecto negativo más importante del balanceo de la carrocería, es cierto que el automóvil no se conduce solo, sin importar cuántas piezas de repuesto instale. Por lo tanto, mantener al conductor estable, concentrado y capaz de concentrarse en la tarea de conducir es una prioridad para un manejo enérgico del vehículo.
Sin embargo, el efecto más incomprendido del balanceo de la carrocería sobre el manejo del vehículo es el efecto del balanceo de la carrocería sobre la inclinación, y el efecto de los cambios de inclinación sobre la tracción de los neumáticos.
En pocas palabras, cuanto más grande es el parche de contacto del neumático, más tracción existe contra la superficie de la carretera, manteniendo todo lo demás constante. Pero cuando el vehículo comienza a inclinarse o rodar hacia un lado, los neumáticos también se ven obligados a inclinarse o rodar hacia un lado.
Esto se puede describir como un cambio de camber en el que el neumático exterior experimenta un aumento de camber positivo (rueda hasta el borde exterior del neumático) y el neumático interior experimenta un aumento de camber negativo (rueda hasta el borde interior del neumático). Por lo tanto, un neumático que originalmente disfrutaba de un parche de contacto completo y plano antes del balanceo de la carrocería debe operar solo en el borde de la llanta durante el balanceo de la carrocería.
La pérdida de tracción resultante puede permitir que los neumáticos cedan más fácilmente el paso a las fuerzas de transferencia de peso al borde exterior del vehículo. Cuando esto sucede, el vehículo se desliza hacia los lados, lo que generalmente es algo malo.
Cómo evitar el balanceo del cuerpo
Por definición, el balanceo del cuerpo solo ocurre cuando un lado de la suspensión está comprimido (se mueve hacia el salto), mientras que el otro se extiende (se mueve hacia el rebote). Por lo tanto, podemos limitar el balanceo de la carrocería haciendo más difícil que las suspensiones del lado del conductor y del lado del pasajero se muevan en direcciones opuestas.
Un método bastante obvio para lograr esto es a través del uso de resortes más rígidos. Después de todo, un resorte más rígido comprimirá menos que un resorte más suave cuando se somete a una cantidad igual de fuerza. Y una menor compresión de la suspensión en el borde exterior resultará en menos balanceo de la carrocería.
Sin embargo, los resortes más rígidos requieren el uso de amortiguadores más fuertes (puntales o amortiguadores) y tienen un efecto inmediato y sustancial en la calidad de conducción. Por lo tanto, a pesar de que se mejora el manejo, puede que no sean la forma más fácil o rentable de lograr el objetivo de reducir el balanceo de la carrocería.
Para muchos entusiastas, el uso de barras antivuelco, también conocidas como barras antivuelco, barras antivuelco, barras estabilizadoras o barras antivuelco, proporciona una reducción más rentable en el balanceo de la carrocería con un impacto negativo mínimo en la calidad de la conducción.
Cómo funciona una barra antivuelco
En pocas palabras, una barra antivuelco es una barra de metal en forma de U que une ambas ruedas en el mismo eje al chasis. Esencialmente, los extremos de la barra están conectados a la suspensión, mientras que el centro de la barra está conectado a la carrocería del automóvil.
Para que se produzca el balanceo de la carrocería, la suspensión en el borde exterior del automóvil debe comprimirse mientras la suspensión en el borde interior se extiende simultáneamente. Sin embargo, dado que la barra antivuelco está unida a ambas ruedas, tal movimiento solo es posible si se permite que la barra de metal se gire. (Un lado de la barra debe girar hacia arriba mientras que el otro se gira hacia abajo. Por lo tanto, la rigidez torsional de la barra, o la resistencia a la torsión, determina su capacidad para reducir el balanceo de la carrocería. Menos torsión de la barra da como resultado un menor movimiento hacia el salto y el rebote en los extremos opuestos de la suspensión, lo que da como resultado un menor balanceo de la carrocería.
Factores que determinan la Rigidez
Hay dos factores principales que determinan la rigidez torsional de una barra antivuelco: el diámetro de la barra y la longitud del brazo de momento de la barra. El diámetro es generalmente el concepto más fácil de entender, ya que es algo intuitivo que una barra de mayor diámetro tendría una mayor rigidez torsional.
El movimiento torsional (o de torsión) de la barra se rige en realidad por la ecuación:
giro = (2 x torque x longitud) / (p x diámetro 4 x módulo de material.)
Y dado que el diámetro está en el denominador, a medida que el diámetro se hace más grande, la cantidad de torsión se hace más pequeña. Lo que, en pocas palabras, significa que la rigidez torsional es una función del diámetro a la cuarta potencia. Esta es la razón por la que un aumento muy pequeño en el diámetro hace un gran aumento en la rigidez torsional.
Por ejemplo, para comparar la rigidez de una barra de 15 mm con una de 16,5 mm del mercado de accesorios, simplemente use la ecuación 16.54/154. Algunas matemáticas rápidas dan la cifra de 1.46. En otras palabras, una barra de 16,5 mm es 1.46 veces más rígida, o 46 por ciento más rígida, que una barra de 15 mm del mismo diseño.
Agregue solo un milímetro más al diámetro de la barra, para un total de 17,5 mm, y la resistencia a la torsión se dispara hasta un 85 por ciento más rígida que la barra de 15 mm.
(17.54/15.04 = 1.85)
Sin embargo, además del diámetro de una barra, hay otro factor muy importante que determina la rigidez torsional de una barra antivuelco. Este factor se conoce como la longitud del brazo de momento,o en términos comunes, la cantidad de apalancamiento entre el vehículo y la barra.
Al igual que con cualquier otra cosa, una mayor cantidad de apalancamiento facilita el trabajo. Esto se rige por la ley de palanca:
fuerza x distancia = par.
A medida que aumenta la distancia o la longitud de la palanca, también aumenta la cantidad de par resultante. (Esta es la razón por la que era más fácil mover a tu hermano mayor en el balancín cuando se movía hacia el centro y tú te quedabas en el extremo. Disfrutaste de un mayor apalancamiento al final, mientras que él sufrió de un apalancamiento reducido cerca del medio.)
Debido a que una barra antivuelco tiene forma de» U», los extremos de la barra que conducen desde el centro de la barra hasta el accesorio de enlace final sirven como palanca. A medida que la distancia desde la parte recta de la barra hasta el accesorio en el eslabón final se hace más larga, el par aplicado contra la barra aumenta, lo que facilita que una cantidad determinada de energía gire la barra antivuelco. A medida que se reduce esta distancia, se reduce el par, lo que dificulta que una cantidad determinada de energía gire la barra antivuelco.
Es esta ley de palanca la que se aplica durante el diseño de una barra antivuelco ajustable. Mediante el uso de múltiples ubicaciones de enlace de extremo, se puede alterar la distancia desde el punto de unión a la parte recta de la barra. O, en términos de ingenieros, la longitud del brazo de momento se puede aumentar o reducir para hacer más o menos torque contra la barra.
El uso de un ajuste más alejado del centro de la barra aumenta la longitud del brazo de momento, lo que resulta en más torque contra la barra, lo que permite un mayor movimiento de torsión de la barra, creando más balanceo de la carrocería. El uso de un ajuste más cercano al centro de la barra reduce la longitud del brazo de momento, lo que resulta en menos torque contra la barra, lo que permite un menor movimiento de torsión de la barra, creando menos balanceo del cuerpo.
El impacto real sobre el par se puede comparar dividiendo las distancias de centro a centro de los puntos de fijación de los eslabones finales. Por ejemplo, digamos que la distancia de centro a centro de la barra antivuelco trasera de culata es de 200 mm. Podemos comparar esto con la distancia de 160 mm de la configuración más firme de una barra de 17,5 mm ajustable en cuatro direcciones simplemente dividiendo las distancias.
(160/200 = .8)
En otras palabras, una barra de centro a centro de 160 mm produce solo el 80 por ciento del par que produciría una barra de centro a centro de 200 mm del mismo diámetro. O, más simple aún, mediante el uso de los puntos de unión de eslabones finales de 160 mm, aumentamos la rigidez de la barra antivuelco en un 20 por ciento adicional.
¿Qué diablos es TLLTD?
TLLTD significa Distribución de Transferencia de Carga Lateral de Neumáticos. Si bien este término puede sonar complejo, simplemente mide el equilibrio delantero-trasero de cómo se transfiere la carga lateral en una maniobra de curvas. Se utiliza comúnmente para comparar la tasa de pérdida de tracción lateral entre los neumáticos delanteros y traseros.
En pocas palabras, solo hay tanta fuerza que un neumático puede manejar. Cuando pedimos más de la llanta de la que la llanta puede entregar, se «satura» o pierde tracción. Si los neumáticos delanteros se saturan antes que los traseros, a esto lo llamamos subviraje o empuje, lo que significa que el automóvil tiende a continuar moviéndose en la dirección original, aunque las ruedas estén giradas.
Si los neumáticos traseros se saturan antes que los delanteros, a esto lo llamamos sobreviraje o flojo, lo que significa que la parte trasera del automóvil tiende a girar más rápido que la delantera, causando un giro. Cuando ninguna de estas condiciones prevalece de manera consistente, describimos el chasis como equilibrado.
Podemos medir y comparar las características de subviraje y sobreviraje en estado estacionario de un vehículo asignando un porcentaje de transferencia de carga lateral de la parte delantera en relación con la trasera. Un valor TLLTD igual al 50 por ciento indica que el chasis está equilibrado, o que los neumáticos delanteros y traseros tienden a perder tracción aproximadamente al mismo tiempo. Un valor TLLTD delantero superior al 50 por ciento indica que los neumáticos delanteros pierden tracción más rápidamente que los neumáticos traseros, lo que resulta en subviraje. Y un valor de TLLTD delantero inferior al 50 por ciento indica que los neumáticos traseros tienden a perder tracción más rápidamente que los delanteros, lo que resulta en sobreviraje.
Es importante tener en cuenta que nuestra discusión sobre TLLTD solo considera maniobras de curvas en estado estacionario, como una rampa de entrada o salida de 270 grados larga. La aplicación del acelerador o freno de moderada a agresiva puede alterar este equilibrio durante una condición transitoria, haciendo una breve transición de un vehículo de subviraje a sobreviraje.
El efecto de las barras antivuelco Sobre TLLTD
Idealmente, ahora comprende cómo se puede usar una barra antivuelco para limitar el balanceo de la carrocería, y comprende que la reducción del balanceo de la carrocería puede conducir a una reducción de los cambios adversos de camber para una mejor tracción de los neumáticos. Pero lo que puede no ser obvio es el efecto de los cambios de barra antivuelco sobre TLLTD (subviraje y sobreviraje).)
De hecho, dada la información anterior, uno podría incluso suponer que una barra antivuelco más firme, que conduce a un mejor control de la curvatura, conduciría a una mejor tracción. Si agregamos una barra antivuelco más firme en la parte delantera, la pérdida de tracción disminuye, por lo que el subviraje se reduce, ¿verdad?
Incorrecto. Evaluemos más de cerca el significado de la distribución de transferencia de carga lateral de neumáticos TLLTD. Dicho de otra manera, podríamos describir TLLTD como la demanda relativa de control de energía de lado a lado que se coloca en los neumáticos. Debido a que una barra antivuelco más firme permite menos deflexión, transferirá energía de lado a lado (cargas laterales) a una velocidad más rápida.
A medida que aumenta la tasa de transferencia de carga lateral, se imponen demandas adicionales al neumático. Por lo tanto, si instalamos una barra antivuelco más firme en la parte delantera, aumentamos la distribución de la transferencia de carga lateral hacia los neumáticos delanteros. Esto aumenta el valor TLLTD delantero, lo que resultará en subviraje adicional, manteniendo todo lo demás constante.
La misma lógica también se aplica en la parte trasera. Una barra antivuelco más firme en la parte trasera aumentará la velocidad de transferencia de carga lateral, lo que aumentará la demanda en los neumáticos traseros, acelerará la pérdida de tracción lateral y creará más sobreviraje, manteniendo todo lo demás constante.
Esta es la razón por la que agregar piezas a ciegas a su automóvil puede no producir los resultados deseados. Un consumidor sabio consulta y compra a expertos conocedores que tienen las herramientas para hacer recomendaciones de ajuste informadas.
Quiero un TLLTD Del 50 Por Ciento En Mi Coche, ¿Verdad?
Dado que en papel un TLLTD del 50 por ciento indica un chasis equilibrado, muchos entusiastas se sienten tentados a llegar a la conclusión de que esto es deseable. Pueden pensar que todos los autos deberían venir de fábrica por aquí. Lamentablemente, este no es el caso, y las consideraciones no son tan simples. En realidad, un automóvil con un TLLTD del 50 por ciento está literalmente al borde del sobreviraje constante. Y hay muchos factores que pueden llevar rápida y fácilmente el automóvil del borde a un desastre a gran escala, fuera de control y girando en círculos.
Para empezar, considere los efectos de las condiciones climáticas que podrían crear una superficie de la carretera húmeda o helada. O imagine que el conductor aplica demasiado freno tarde en una curva, un error común entre los conductores novatos. O considere los efectos de la variación de las temperaturas de los neumáticos, la presión de los neumáticos o el desgaste de los neumáticos, todo lo cual tendrá un impacto importante en los umbrales de tracción lateral. Y, por supuesto, la distribución variable del peso, como resultado de los cambios en los niveles del tanque de combustible, los pasajeros o el número de subwoofers en el maletero, también afectará a TLLTD.
Con todas estas cosas a considerar, los ingenieros de diseño automotriz se ven obligados a crear un TLLTD más conservador. Como resultado, apuntan intencionalmente a valores de TLLTD delanteros más altos para que los vehículos de stock sean propensos al subviraje, asumiendo que el subviraje es más seguro y predecible para el conductor promedio.
Por ejemplo, un DOHC Saturn está sintonizado para producir un TLLTD frontal de aproximadamente 63.4 por ciento – un objetivo relativamente conservador. (Pero dale algo de crédito a Saturno, ya que esto está en el extremo agresivo del espectro conservador, especialmente en comparación con otros autos económicos con tracción delantera.)
Como regla general, un entusiasta promedio de la conducción en la calle probablemente esté dispuesto a aceptar algunos compromisos, dentro de lo razonable, de un TLLTD más agresivo a cambio de un mejor manejo. Un objetivo adecuado es probablemente un valor TLLTD delantero de aproximadamente el 58 por ciento, un valor que se considera agresivo, pero adecuado para conducir en la calle.
¿Cómo puedo Crear el Equilibrio de Manejo Correcto?
Dado que la mayoría de los entusiastas no tienen el conocimiento o el software necesario para calcular las características del chasis, como TLLTD, la responsabilidad recae en los sintonizadores conocedores.
Obviamente, TLLTD y el rodillo del cuerpo se verán afectados por los cambios en los resortes y las barras antivuelco. Si bien comprender los efectos de múltiples cambios puede ser confuso, la respuesta suele estar a solo una llamada telefónica de distancia.
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Ver comentarios en los foros de GRM
9/22/16 9:31 am
Tiempo de Vuelta el jueves. Acabo de toparme con este artículo en lo profundo de la lista de historias en nuestro sitio. Pensé en subirlo al foro porque la información técnica es muy buena.
9/22/16 9:48 am
le falta un par de puntos importantes, o no hincapié en ellos lo suficiente.
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TLLTD es una relación. Es la relación entre las barras oscilantes delanteras y traseras. Esto no está lo suficientemente claro en el artículo. Si no lo entiendes, probablemente terminarás con la misma teoría errónea común de que, dado que el endurecimiento de la barra delantera conduce a una menor tracción en la parte delantera, y el endurecimiento de la barra trasera conduce a una menor tracción en la parte trasera, el ablandamiento de ambas conduce a un mejor agarre en ambos extremos. Este no suele ser el caso.
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Casos límite. Si tiene demasiado balanceo corporal, puede quedarse sin recorrido de suspensión en un extremo u otro. Esto puede llevar a cambios de manejo sorprendentes. Por ejemplo, tome un automóvil que hace esquinas en los topes en ambos extremos cuando está en stock. Agrega una gran barra de balanceo frontal. En nuestro ejemplo, digamos que este automóvil en particular ya no toca fondo en la suspensión delantera, sino que sigue tocando fondo en la parte trasera. Reduces el giro general, pero ahora tienes una tasa de resorte efectivamente más alta en la parte trasera, por lo que tendrás un sobreviraje mayor.
También está el otro estuche, donde comienzas a levantar ruedas en el aire. Una vez que haya entrado en el modo trípode, toda la transferencia de peso restante se realizará en el otro extremo. -
El balanceo del cuerpo da señales importantes al conductor. Hace que sea mucho más fácil juzgar la velocidad en las curvas. Lea todas las entrevistas de Dave Coleman en esta. También tienes que dejar que la suspensión respire y se mueva para poder absorber los golpes, y si no puedes absorberlos, pierdes tracción sobre ellos. Las barras de balanceo demasiado rígidas también tendrán un efecto en la conducción, obtendrás un mayor movimiento de cabeza sobre los baches de una rueda y comenzarás a sentir más dureza, pero definitivamente dan un gran cambio en el manejo para un cambio mínimo en la conducción en general.
Aquí hay otra versión de la misma información. Utiliza FRC en lugar de TLLTD, y los casos límite se tratan en capítulos posteriores. Capítulo de Teoría de manejo de Cómo Construir un Mazda Miata de Alto Rendimiento
9/22/16 10: 28 a. m.
Sé que se supone que esto es una cartilla bastante básica, y definitivamente es una buena, pero todavía hay una cosa que sentí que faltaba en el tema de (por qué el rollo es ‘malo’) mantener el parche de contacto. La geometría de la suspensión también juega un papel importante (
). He visto este concepto un poco mal aplicado a los debates FRS/BRZ vs Miata, donde el Miata parece ser excesivamente criticado por su balanceo corporal. Esta crítica ignora el hecho de que la suspensión de doble horquilla en el Miata también pierde considerablemente menos curvatura en rollo que la suspensión de puntal en el FRS/BRZ. Por lo tanto, no es tan importante controlar el balanceo con tanta fuerza en un automóvil como el Miata, en lugar de un automóvil como el FRS/BRZ.
9/22/16 11:06 am
¡Y con ejes sólidos, el rollo no cuesta camber en absoluto!
9/22/16 11:42 am
Pero todos los kool los niños son la eliminación de sus barras estabilizadoras para reducir el peso y compensar con el aumento de las tasas de primavera, que tiene el efecto añadido de la limitación de guiñada y cabeceo.
9/22/16 11:46 am
Este es el tipo de tecnología hardcore que me encantaría ver más. Gracias GRM!
9/22/16 12:21 pm
TL/DR
bromeando cosas buenas
12/23/20 11:31 pm
¿es cierto que si un neumático trasero interior se levanta del suelo, una barra trasera más rígida no hará ninguna diferencia, porque levantar el neumático es lo máximo que puede hacer y no hay más resistencia?
12/24/20 9:18 a. m.
Una vez que una rueda está fuera del suelo, tiene una transferencia de peso del 100% en ese extremo. Toda la transferencia de peso restante se llevará a cabo en el otro extremo del automóvil. La barra de balanceo en el extremo levantado ya no forma parte de la ecuación.
Así que sí, pero no del todo de la manera que describiste.
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